1 四川师范大学物理与电子工程学院, 四川 成都 610101
2 重庆邮电大学移通学院, 重庆 401520
在傍轴近似条件下，基于广义惠更斯菲涅耳衍射积分公式，推导了双曲正弦平方高斯光束在自由空间、左手平板材料中及通过左手平板材料后的三维光强传输公式，并进行数值计算和分析，探究了双曲正弦平方高斯光束通过左手平板材料的传输特性。研究表明，左手材料对双曲正弦平方高斯光束轴上光强和横向光强分布规律的影响是使光强呈对称分布；材料的负折射率会影响光束轴上光强极大值的位置；轴上光强和横向光强均随传输距离和偏心参数的改变而变化，即双曲正弦平方高斯光束不能保持其传输不变性。实际应用中，可用改变偏心参数的方法在不同位置对光束进行整形。
光束传输 惠更斯菲涅耳衍射 左手平板材料 双曲正弦平方高斯光束 ABCD光学系统
四川师范大学物理与电子工程学院, 四川 成都 610101
采用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式推导出厄米-余弦-高斯光束通过负折射率平板材料的传输公式，并利用其解析式进行数值计算和分析。研究结果表明：负折射率平板材料中的负折射率只影响光束的两次聚焦位置；光束参数不仅会改变厄米-余弦-高斯光束的轴上光强分布，还会改变横向光强的分布，但对厄米-余弦-高斯光束轴上最大光强和横向最大光强的位置均没有影响。
激光光学 传输特性 负射率平板材料 厄米-余弦-高斯光束 惠更斯-菲涅耳衍射积分 ABCD 光学系统 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 041401
推导了高斯谢尔模光束通过 ABCD光学系统的交叉谱密度矩阵，研究了该条件下光谱偏振度的变化情况。比较研究了高斯谢尔模光束通过自由空间和聚焦光学系统的情况。研究表明，在自由空间中传输足够远的距离后光谱偏振度将达到稳定，在聚焦光学系统中光谱偏振度在焦面位置附近有明显的起伏变化，两者都与光源参量的选择有关。特别指出，位于焦面上的光谱偏振度等于其远场的光谱偏振度稳定值。
相干光学 高斯谢尔模光束 ABCD光学系统 交叉谱密度矩阵 光谱偏振度 coherence optics Gaussian Schell-model beams ABCD optical system cross-spectral density matrix spectral degree of polarization
为了统一地研究多色高斯-谢尔模型(GSM)光束通过杨氏双缝衍射后在近场和远场的光谱移动和光谱开关现象，利用部分相干光的广义衍射积分公式，得到了多色GSM光束通过杨氏双缝和ABCD光学系统后的谱强度解析表达式。从该式可看出，多色GSM光束轴上光谱移动的成因是不同频率成分的光具有不同的菲涅耳数。利用谱强度解析式并以自由空间作为ABCD光学系统的典型代表，对多色GSM光束在近场轴上和远场轴外的光谱移动和光谱开关现象作了数值计算研究。结果表明，所得谱强度解析表达式对GSM光束通过杨氏双缝衍射后的光谱移动和光谱开关现象的研究有一定的理论价值。
物理光学 谱强度解析表达式 多色高斯-谢尔模型光束 杨氏双缝 ABCD光学系统 光谱移动 光谱开关 physical optics analytical spectral density formula polychromatic Gaussian-Schell model beam Young’s double-slit ABCD optical system spectral shift spectral switch
鲁东大学物理与电子工程学院, 山东 烟台264025
新型特殊模式激光束的传播是激光应用研究的基础和重要课题。利用柯林(Collins)积分公式研究了广义超几何光束在ABCD近轴光学系统中的传播行为, 得到了光束在输出平面复振幅的解析表达式。结果表明,其传播后的复振幅分布与库默尔(Kummer)函数成正比。通过将Kummer函数展开成级数, 获得了光束在输出平面复振幅的模的级数形式, 从该级数可以看出, 广义超几何光束在ABCD近轴光学系统中传播时的模式结构一般是要发生变化的。作为特殊光学系统, 讨论了自由空间传播时近场和远场衍射近似表达式, 它们均为一系列同心圆环, 空间频率随径向坐标增加而增加, 近场衍射时横向模式结构保持不变, 而远场衍射时则发生变化。给出了光束的归一化系数, 分析了该光束一些简化模式与高斯光束的关系。
超几何光束 ABCD光学系统 传播 自由空间
1 洛阳师范学院 物理系，洛阳 471022
2 四川大学 激光物理与化学研究所，成都 610064
为了研究空心光束通过硬边光阑透镜傍轴ABCD光学系统后的传输特性，利用柯林斯衍射积分公式，推导出了空心高斯光束通过受圆孔硬边光阑限制的傍轴ABCD光学系统的传输公式，所得公式可用来描述空心高斯光束通过任意傍轴ABCD光学系统的传输。研究了光阑、透镜以及光阑透镜系统对空心高斯光束传输特性的影响，并用数值例做了详细说明。结果表明，光阑和透镜均会使光束的光场分布向源平面前移，光阑会破坏空心高斯光束的空心性，而单纯的透镜只改变光场分布，不会破坏光束的空心性。这一结果对于空心光束的产生和应用有理论指导意义。
激光光学 空心性 柯林斯衍射积分 透镜 ABCD光学系统 laser optics property of hollow beams Collins diffraction integral lens ABCD optical system
1 西安电子科技大学 技术物理学院，西安 710071
2 西安工业学院 数理系，西安 710032
3 西安应用光学研究所，西安 710075
基于多模大芯径光纤的端面出射光场可视为高斯分布，光纤束耦合LD各纤芯出射的光束互不相干；对光纤束耦合LD输出光束通过空间耦合光学系统后的光强分布进行了数值模拟和实验研究，模拟计算结果和实验结果的规律基本吻合。结果表明，用单个薄凸透镜组成耦合系统时，耦合后的光束在焦平面上中心光强最大，光斑尺寸最小；随着薄透镜焦距的增大，焦平面上的光斑尺寸呈线性增大，而中心光强急剧减小。
光纤光学 空间耦合 ABCD光学系统 光强分布 薄透镜 fiber optics space coupling optical ABCD system intensity distribution thin convex lens
1 西安电子科技大学理学院，西安 710071
2 西安电子科技大学技术物理学院，西安 710071
通过求解时谐条件下的亥姆霍兹方程，得到一个特解双偏心椭圆高斯光束，该光束由两个偏心椭圆高斯光束叠加而形成的，可用于描述大功率激光二极管远场分布双峰特性．分析了该光束的光场模型，运用惠更斯－菲涅尔广义积分公式，得到了该光束在一阶ABCD光学系统中的传输场分布和解析表达式，在此理论基础上，数值计算得到光场分布和远场发散角，并运用该光束模型模拟了新型激光二极管光场分布，理论结果与实际结果吻合．
激光光束传输 双偏心椭圆高斯光束 ABCD光学系统 激光二极管 Laser beam propagation Double decent gaussian beam ABCD optical system Laser diodes
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院研究生部, 北京 100039
基于二阶矩阵方法推导了高斯镜谐振腔产生光束的M2因子表达式,讨论了高斯镜的峰值反射率和膜斑半径对M2因子的影响,给出了不同峰值反射率和膜斑半径下的M2因子曲线。把高斯镜谐振腔产生的光束当作一个整体光束来处理,利用标量衍射理论和矩阵光学理论,讨论了通过光阑效应可以忽略的ABCD光学系统的传输特性。并给出了在自由空间传输不同位置的归一化光强分布曲线。
激光技术 高斯镜 M2因子 近轴ABCD光学系统 传输特性
利用LI近期提出的平顶光束新模型,推导出平顶光束通过傍轴ABCD光学系统传输后光场分布的解析公式.以透镜系统为例,给出了平顶光束聚焦场分布的解析表达式,对平顶光束的聚焦特性进行了详细分析.
平顶光束 ABCD光学系统 传输 聚焦特性
